Войти
Закрыть

Формування адаптацій на популяційно‑видовому рівні організації

11 Клас

Формування адаптацій на популяційному рівні. Вид як особлива біологічна система складається з комплексу біологічних систем нижчого рівня - популяцій, щонайменше хоча б з однієї (це, наприклад, спостерігають у видів-ендеміків, тобто видів, які мають обмежений ареал; мал. 9.1, 1). Тому популяції розглядають як структурно-функціональні одиниці виду. З погляду еволюційного вчення популяції є одиницями еволюції, бо в них відбуваються елементарні мікроеволюційні процеси (спадкова мінливість, ізоляція, популяційні хвилі, дрейф генів, природний добір), здатні впливати на генофонд популяцій. Те, що вид складається із системи популяцій, пов’язано з тим, що оптимальні умови існування нерівномірно поширені на території, яку він займає. Наприклад, вивірка звичайна (мал. 9.1, 2) поширена на території всієї Євразії, але мешкає лише в деревних угрупованнях (лісах, лісопарках, міських парках тощо), які розділені іншими рослинними угрупованнями, горами, річками тощо. Багато видів рослин, пристосованих до зростання на болотах, як-от сфагнові мохи, відсутні в інших рослинних угрупованнях, які їх розділяють. Отже, що різноманітніші умови існування, до яких адаптований вид, то більше й число популяцій, з яких він складається. Усі особини певного виду мають подібний геном. Але генофонд різних популяцій може відрізнятися за набором алельних генів. Навіть якщо популяціям притаманний подібний набір алелів, окремі алельні гени можуть траплятися з різною частотою, різною може бути й частка гомозигот і гетерозигот. Різні алелі певного гена можуть визначати різну адаптованість до умов середовища, тому і загальна пристосованість різних популяцій певного виду може бути неоднаковою. Адаптивний потенціал популяції тим вищий, чим різноманітніший її генофонд. Тобто що більша кількість алелів різних генів і що частіше в генофонді траплятимуться алелі, які забезпечують кращу пристосованість особин, то більше шансів у такої популяції виживати за змін умов існування, заселяти нові середовища й повніше використовувати їхні ресурси. У процесі еволюції у краще адаптованих особин більше шансів вижити й залишити плодючих нащадків, яким вони передають алельні гени, що забезпечують таку адаптованість. Шкідливі рецесивні алелі тривалий час можуть залишатись у популяції в гетерозигот і не проявлятися у фенотипі. Запам'ятаємо Сукупність шкідливих (летальних і сублетальних) алельних генів у генофонді популяції, які знижують її загальну...
0 Переглянути

Особливості формування адаптацій у людини

11 Клас

Особливості адаптаційних процесів людини. Людина є істотою біосоціальною. Рушійними силами її еволюції були не тільки біологічні чинники (спадкова мінливість, природний добір, ізоляція, популяційні хвилі, дрейф генів), а й соціальні (існування в соціумі - організованому колективі людей, трудова діяльність, членороздільна мова). Саме це й зумовило особливості формування адаптацій людини. Вона має пристосовуватись як до дії природних чинників (певний температурний і світловий режим, вплив вологості, різних видів тварин і рослин, що оточують людину тощо), так і до соціальних. Адаптації людини формуються за участі регуляторних систем - нервової та ендокринної. Завдяки їхній взаємодії регуляторні механізми стають ефективнішими, у нервовій системі підвищується сила і рухливість процесів збудження та гальмування, що дає можливість швидше реагувати на зміни, які відбуваються в зовнішньому та внутрішньому середовищі. Отже, адаптації забезпечують динамічну рівновагу між організмом та навколишнім середовищем. Але, досліджуючи особливості формування адаптацій до різних екстремальних умов (космічні польоти, перебування в умовах високогір’я, районах ведення бойових дій, занурення на значні глибини тощо) (мал. 8.1), слід також оцінювати ризики напевних негативних наслідків. Ефективність адаптацій до тривалого перебування в несприятливих умовах залежить від індивідуальних особливостей організму, які визначаються спадково. Зрозуміло, що корінне населення районів з несприятливими умовами існування адаптоване до них краще, ніж некорінне (мал. 8.2). У корінних мешканців - аборигенів - унаслідок тривалої адаптаційної еволюції формуються різноманітні необоротні пристосування - біохімічні, морфологічні, фізіологічні, етологічні. Наприклад, перебувати на максимальних висотах над рівнем моря альпіністи можуть лише застосовуючи спеціальні дихальні прилади. До висоти 2000 м над рівнем моря фізіологічні функції організму людини змінюються незначно, тоді як на висоті понад 4000 м їхні зміни стають помітними. Але в Тибеті є орні ділянки, розташовані на висоті 4500 м над рівнем моря, в Андах (Південна Америка) деякі поселення корінного населення трапляються на висоті понад 5000 м (вважають, що це гранична висота, на якій може жити людина) (мал. 8.2). Унаслідок порушення адаптаційних процесів виникає стан дезадаптації (від лат. дез - відсутність та адаптацій - пристосування). Він може спричинити розвиток різних патологічних станів...
0 Переглянути

Формування адаптацій на організмовому рівні організації

11 Клас

Фази адаптаційного процесу на організмовому рівні. У процесі формування адаптацій на організмовому рівні (на прикладі багатоклітинних тварин) виділяють три фази. Початкова фаза адаптаційного процесу - це звикання організму до короткочасної дії певних чинників. Наприклад, у ссавців, коли вони потрапляють в умови зі зниженим вмістом кисню в атмосфері (як-от, в умовах високогір’я), рефлекторно інтенсифікуються дихальні рухи та посилюється кровообіг. Наступна фаза - перехід до стійкої адаптації - здійснюється за умов тривалого впливу певного чинника або комплексного впливу різних чинників. Вона є функціональною адаптацією, бо під впливом певних подразників в організмі відбуваються фізіологічні зміни. Адаптаційні процеси при цьому можуть зачіпати будь-які рівні організації організму: клітини, тканини, органи, системи органів. При цьому мобілізуються функціональні системи, сформовані раніше, й можуть наставати морфологічні зміни органів і систем органів. Ознакою досягнення певної адаптації організму є якісно новий його стан, для якого характерна підвищена стійкість до впливу несприятливих факторів та раціональне витрачання енергії. Класифікація адаптацій на організмовому рівні. Адаптації, які формуються на організмовому рівні організації, забезпечують отримання потрібних ресурсів, дають змогу пристосовуватися до змін навколишнього середовища, ефективно захищатися від природних ворогів, розмножуватися, заселяти нові території (мал. 7.1). • Морфологічні адаптації пов’язані зі змінами будови або забарвлення організмів (мал. 7.2). Це, наприклад, такі захисні адаптації тварин, як криптизм, мімікрія та мімезія. Криптизм (від грец. криптос - прихований) - здатність організмів набувати певного забарвлення, яке робить їх непомітними або малопомітними на тлі предметів навколишнього середовища (мал. 7.2, 1). Мімікрія - здатність наслідувати забарвлення чи форму добре захищених тварин (мал. 7.2, 2). Мімезія - спроможність тварин у разі небезпеки нагадувати за формою або забарвленням рослини або неїстівні предмети (мал. 7.2, 3). Своєрідну форму мімікрії спостерігають у рослин. Вона полягає у виробленні окремих пристосувань, які нагадують ознаки моделі (мал. 7.2, 4). Так, у деяких рослин квітки не мають нектарників, однак приваблюють запилювачів, нагадуючи квітки гарних нектароносіїв....
0 Переглянути

Формування адаптацій на клітинному рівні організації

11 Клас

Для аеробних організмів енергетичний обмін відбувається в три етапи: підготовчий, безкисневий (анаеробний) та кисневий (аеробний). У забезпеченні аеробного етапу енергетичного обміну провідна роль належить мітохондріям, у яких синтезується більша частина молекул АТФ. Але коли одноклітинні еукаріоти мешкають в анаеробних умовах, мітохондрії втрачають своє функціональне значення. Тому в клітинах анаеробних еукаріотів, таких як деякі вільноживучі амеби, інфузорії чи паразитичні види (наприклад, паразит людини - трихомонада), мітохондрій немає. Замість них є інші органели - гідрогеносоми, які беруть участь в енергетичному обміні анаеробних одноклітинних еукаріотів. Вони оточені двома мембранами, внутрішня з яких утворює виступи, які дещо нагадують кристи мітохондрій. Унаслідок анаеробних біохімічних процесів, які відбуваються в гідрогеносомах, звільняється енергія, яка при цьому використовується для синтезу молекул АТФ. На малюнку 6.1 зображено паразита людини трипаносому. Зверніть увагу: її джгутик спрямований до заднього кінця клітини та сполучається з її тілом за допомогою тонкої мембрани. Ця мембрана є адаптацією до пересування у в’язкому середовищі, наприклад плазмі крові. Цікаво, що в організмі переносника - мухи цеце - клітини трипаносоми не мають такої мембрани. Так, змінюючи будову клітини, паразит адаптується до перебування в різних середовищах. Унаслідок адаптацій до здійснення певних функцій може змінюватись і будова деяких типів клітин еукаріотів. Ви вже знаєте, що еритроцити більшості видів ссавців не мають ядра (мал. 6.2, 1). Разом з ядром дозрілі еритроцити втрачають і більшість органел, зокрема мітохондрії. Відсутність органел дає змогу еритроцитам ссавців мати більший об’єм гемоглобіну та транспортувати більший об’єм кисню. Але відсутність мітохондрій унеможливлює здійснення в цих клітинах кисневого (аеробного) етапу енергетичного обміну. Тому дозрілий еритроцит ссавців задовольняє свої обмежені енергетичні потреби лише за рахунок анаеробного гліколізу....
0 Переглянути

Формування адаптацій на молекулярному рівні організації

11 Клас

Формування адаптацій на молекулярному рівні. Саме на молекулярному рівні зберігається та реалізується спадкова інформація, яка й визначає адаптивні властивості організмів (пригадайте, це стверджує правило відповідності умов середовища мешкання генетичній визначеності організму). Прокаріоти мають лише одну молекулу ДНК у ядерній зоні (нуклеоїді), тому набір їхньої спадкової інформації відповідає гаплоїдному набору хромосом еукаріотів. Отже, усі мутації в них можуть одразу проявлятися у фенотипі. Це підвищує адаптивний потенціал і дає можливість швидше формувати адаптації відповідно до змін у довкіллі. В еукаріотів основний масив спадкової інформації розміщено в ядрі клітини. Еукаріотичні організми можуть бути гаплоїдними, диплоїдними або поліплоїдними. Домінантні мутації одразу проявляються у фенотипі; рецесивні - у гетерозиготному стані не проявляються, залишаючись своєрідним резервом спадкової мінливості. Але переходячи в гомозиготний стан, вони, проявляючись у фенотипі, можуть впливати на адаптаційні властивості організмів. Завдяки виникненню нових мутацій кількість алельних генів зростає. При цьому що більше є алелів певного гена, то більше в популяціях трапляється різних варіантів певної ознаки. Відповідно створюються умови для формування нових адаптацій. Часто адаптації на молекулярному рівні пов’язані з активацією чи вимкненням відповідних генів, що призводять до зміни складу макромолекул, або зі зміною їхньої активності. Зокрема, це стосується складу та активності травних ферментів. На малюнку 5.1 зображено одного з найчарівніших денних метеликів нашої фауни - поліксену (1), занесеного до Червоної книги України. Гусінь цього метелика (2) може споживати листки рослин лише одного роду - Хвилівника. Хвилівник містить алкалоїди, що робить його неїстівним для багатьох тварин. Унаслідок такої спеціалізації гусінь поліксени уникає конкуренції з боку інших тварин, але це обмежує поширення виду....
0 Переглянути

Властивості адаптацій. Адаптивні стратегії організмів

11 Клас

• Не існує універсальних адаптацій, які б дали змогу організму вижити в будь-яких умовах. Адаптації мають пристосувальне значення лише в тому середовищі, в якому вони сформувались. У разі зміни умов середовища адаптації можуть втрачати своє значення, й організмам, щоб вижити, потрібно формувати нові адаптації. Коли адаптація втрачає своє значення, із часом концентрація алеля, який її визначає, у популяції знижується. У рецесивному стані він може залишатись як резерв спадкової мінливості, не проявляючись у фенотипі гетерозиготних особин. Але час від часу такий алель може проявлятись у фенотипі окремих, гомозиготних за ним, особин. Це явище повернення ознак, притаманних предкам, називають атавізмом (мал. 4.1). • Адаптації непостійні: ті з них, які втратили своє значення, через певний час зникають, натомість можуть формуватися нові. Структури або органи, адаптивне значення яких було втрачено у процесі еволюції, можуть залишатись у вигляді рудиментів. Вони або не виконують жодних функцій (як-от, рудимент третьої повіки - мигальної перетинки - у ссавців), або ж беруть на себе нові функції. Наприклад, дзижчальця мух - рудимент другої пари крил - допомагають комасі зберігати рівновагу під час польоту. Колючки кактусів - рудименти листків - набувають нової функції - захисту від виїдання тваринами (мал. 4.2). • Добра адаптованість організмів до дії певного чинника не означає такої самої адаптованості до дії інших (правило відносної незалежності адаптацій). Так, лишайники, які можуть оселятися на субстратах, бідних на органіку (наприклад, скельних породах), переживати тривалі посушливі періоди або періоди несприятливих температур, дуже чутливі до забрудненості повітря....
0 Переглянути

Закономірності формування адаптацій та їхні властивості

11 Клас

Генетичні основи формування адаптацій. Ви вже знаєте, що кожній групі організмів притаманний свій адаптивний потенціал, який визначається набором спадкової інформації - геномом. У свою чергу, спадкова інформація реалізується під контролем зовнішнього середовища. Адаптації можуть виникати лише за певних передумов. Це стверджує правило відповідності умов середовища мешкання генетичній визначеності організму: будь-який вид організмів може існувати доти і настільки, наскільки особливості довкілля відповідатимуть генетичним можливостям пристосування цього виду до змін і коливань умов середовища. Ви вже знаєте, що за певних умов одні гени можуть ставати неактивними, а інші - активуються. Реалізація спадкової інформації прямо залежить від умов середовища мешкання. Тому один і той самий генотип здатний визначати різні варіанти фенотипу, залежно від того, у яких умовах реалізується спадкова інформація особини (мал. 3.1). Спадковий матеріал організмів визначає не так саму ознаку, як межі, у яких вона може варіювати. Це явище називають нормою реакції. Що ширша норма реакції для певних ознак, то більше шансів адаптуватися до нових умов мешкання. Широка норма реакції дає змогу мешкати в мінливих умовах довкілля. Більшість ознак, які визначають адаптації організмів до умов існування, - це ознаки із широкою нормою реакції. Поява нової адаптації є наслідком виникнення нових мутацій (мутаційна мінливість) або появи нових комбінацій мутантних алелів, що виникли раніше (комбінативна мінливість). Якщо мутація виявляється нейтральною (за певних умов, можливо, і корисною), то така особина здатна вижити й передати свій спадковий матеріал нащадкам. Згодом такий мутантний алель має шанс поширитися серед особин популяції, і його концентрація в генофонді зростатиме. Через певний час адаптація окремих особин може перетворитися на адаптацію, притаманну всім особинам популяції. Наприклад, у коників або богомолів протягом року весняно-літнє зелене забарвлення тіла змінюється на літньо-осіннє коричневе (мал. 3.2). Така зміна забарвлення комах пов’язана зі змінами забарвлення рослинності. Це приклад захисного забарвлення, яке робить тварин менш помітними на тлі довкілля. У разі можливості обміну спадковим матеріалом між особинами різних популяцій певного виду нова ознака, притаманна певній популяції, може згодом закріпитися на видовому рівні....
0 Переглянути

Принцип єдності організмів і середовища їхнього мешкання

11 Клас

Адаптації - це не тільки властивість біологічних систем реагувати на зміни середовища мешкання, а ще й здатність цих систем активно впливати, змінювати і перетворювати це середовище (поміркуйте чому). З курсу біології 9 класу ви вже знайомі з історією вивчення адаптацій організмів до середовища мешкання від Карла Ліннея до Чарльза Дарвіна. Ви пам’ятаєте, що вперше на вплив умов довкілля на виникнення адаптацій у різних організмів звернув увагу Жан Батист Ламарк (1744-1829). Він вважав, що адаптивні зміни можуть бути лише прогресивними, оскільки виникають під упливом певного «внутрішнього прагнення до вдосконалення», притаманного всім організмам. Чарльз Дарвін (1809-1882) розглядав формування адаптацій як засіб для виживання. Він відкрив еволюційні процеси - дивергенцію та конвергенцію (мал. 2.1, 1, 2). У разі дивергенції нащадки спільного предка, які опиняються в різних умовах існування, формують різні адаптації, оскільки відбувається адаптивна радіація (див. мал. 1.3). У разі конвергенції, навпаки, неспоріднені організми, потрапивши в схоже середовище мешкання, демонструють подібні адаптації. Так формуються певні життєві форми організмів. У разі паралельної еволюції, або паралелізму (мал. 2.1, 3), подібні ознаки формуються незалежно у близькоспоріднених груп організмів, тобто таких, які походять від спільного предка, шляхом дивергенції. Тому такі організми мають багато спільних груп генів. Далі такі споріднені групи можуть потрапляти в подібні умови існування, і в їхніх генофондах закономірно з’являються подібні мутації, на основі яких формуються подібні ознаки. У результаті споріднені види та роди характеризуються подібними рядами спадкової мінливості - подібними адаптаціями - з такою правильністю, що, вивчивши ряд форм у межах одного виду чи роду, можна передбачити знахідки форм з подібним поєднанням ознак у межах близьких видів чи родів. Що тісніші родинні зв’язки між такими організмами, то більша подібність у рядах їхньої спадкової мінливості....
1 Переглянути

Адаптації як універсальна властивість біологічних систем

11 Клас

За будь-яких змін умов існування вижити та залишити плодючих нащадків можуть лише ті організми, які до цих змін адаптувалися. Адаптація — це процес пристосування будови, хімічного складу та функцій, поведінки організмів, а також пристосування популяцій, угруповань видів до умов середовища мешкання. Здатність адаптовуватись — універсальна властивість біологічних систем різного рівня організації: від найнижчого молекулярного до найвищого - біосферного. На клітинному, тканинному або органному рівні адаптації можуть проявлятись у вигляді їхніх функціональних або морфологічних змін. На рівні організму вони проявляються змінами у будові та функціях як окремих органів або систем органів, так і цілісного організму як інтегрованої біологічної системи. Прикладами таких адаптацій може бути формування функціональних систем організму (мал. 1.1). Хоч би на якому рівні організації живої матерії формувалися адаптації, вони насамперед спрямовані на підтримання гомеостазу біологічної системи: динамічної сталості її складу та властивостей. Еволюція як процес постійного формування адаптацій біологічних систем. Процес еволюції можна розглядати як розвиток біологічних систем у бік кращої адаптованості за допомогою виникнення ароморфозів, ідіоадаптації і навіть загальної дегенерації. Ароморфози, пов’язані з підвищенням рівня організації, забезпечували адаптації до нових середовищ мешкання. Ідіоадаптації супроводжувались адаптаціями до конкретних умов опанованого раніше середовища і без змін рівня організації. Ви вже знаєте, що за допомогою ідіоадаптацій відбувається адаптивна радіація - пристосування споріднених організмів до різних умов існування (мал. 1.3). Вона базується на процесах дивергенції - розходження станів певних ознак у нащадків спільного предка....
0 Переглянути

Біологія і екологія 11 клас Остапченко (рівень стандарту)

11 Клас

Минулого року ви ознайомилися з біорізноманіттям нашої планети, принципами метаболізму різних організмів; зрозуміли, як важливо оберігати спадковий матеріал від мутагенних факторів, дізналися про завдання медичної генетики щодо діагностики, профілактики та лікування спадкових захворювань й уроджених вад, про сучасні досягнення біології та медицини в галузі трансплантологи тканин та органів, перспективи репродукційної медицини. Цього року ви детальніше опануєте важливу властивість живої матерії - здатність адаптуватись, тобто пристосовуватися до різноманітних умов середовища мешкання; розширите свої знання про імунну систему, профілактику неінфекційних, інфекційних, інвазійних захворювань; дізнаєтеся про сучасні екологічні проблеми у світі та в Україні, шляхи подолання їх, а також основні напрями реалізації біологічної безпеки. Ви переконаєтеся, що за допомогою досліджень у галузі селекції та біотехнології можна розв’язати проблему забезпечення населення планети, що безупинно зростає, харчовими продуктами та ефективними ліками, усвідомите значення для подальшого прогресу суспільства сучасних досягнень перспективних галузей біології - біотехнології, генної та клітинної інженерії. НАВЧАЛЬНІ ПРОЕКТИ слугуватимуть формуванню навичок самостійної роботи, умінь пошуку потрібної інформації в додаткових літературних джерелах. Важливою складовою успішного засвоєння курсу біології та екології є ПРАКТИЧНІ РОБОТИ. Вони допоможуть вам самостійно сформувати спеціальні та практичні вміння. Вироблення навичок сприймати наукову інформацію, аналізувати її на логічній основі, виокремлювати головне, застосовувати свої знання у практичній діяльності сприятиме розвитку ключових компетентностей. Їх ви формували протягом попередніх років навчання під час вивчення різних дисциплін. Головні серед них:...
0 Переглянути
Вперед
1 ... 314 315 316 317 318 319 320 321 322 ... 343
Назад

Навігація